Некоторые рыбы подвергаются половым изменениям спонтанно
Москва, 16:27, 11 Июл 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Социальный обмен
Рыбка талассома синеголовая меняет пол от самки к самцу за 10 дней с изменениями в гормонах и генной активности.
Для почти 500 видов рыб, включая рыбу клоуна, четкое разделение между полами больше похоже на мутную черту: если этого требуют обстоятельства, рыба может менять свой пол, причем самки превращаются в самцов у некоторых видов, а самцы превращаются в самок у других.
Люди думают о поле как о чем-то постоянном, говорит биолог Эрика Тодд из Университета Отаго в Новой Зеландии, «но есть очень много рыб, которые могут подтолкнуть его в другом направлении».
Ученые на протяжении десятилетий знали о смене пола, но у них было ограниченное понимание того, как происходит обмен. В исследовании, опубликованном в среду в журнале Science Advances, Тодд и ее коллеги подробно рассказывают о молекулярных событиях, стоящих за этой способностью, а также о том, что удерживает млекопитающих в одном или другом поле.
Исследователи смотрели на талассому синеголовую, рифовую рыбу, которая плавает в небольших группах доминирующего самца с синей головой и отряда мелких желтых самок. Обычно самец и самка остаются такими, какие они есть, питаясь вместе и иногда спариваясь. Но если случается, что хищник схватит самца, доминирующим самцом в группе станет самка.
«Смена пола у этого вида замечательна, потому что это так быстро, — говорит Эрика Тодд, — Для того, чтобы поведение самки стало более территориальным и агрессивным, как у мужчины, требуется от нескольких минут до нескольких часов. Через несколько дней она ухаживает за другими самками. И через восемь-десять дней она полностью переходит на самца».
Тодд и ее команда удалили доминирующих самцов из нескольких групп талассом. Когда самки меняли пол, исследователи брали ДНК из клеток мозга и половых органов рыбы, чтобы они могли следить за тем, что происходит на генетическом уровне.
Смена пола вызвана стрессом?
Ученые обнаружили, что удаление самца, вероятно, вызывает стресс у самок. Гормоны, высвобождаемые в результате этого стресса, снижают активность гена, который превращает женский гормон в эстроген, и в конечном итоге клетки яичника начинают умирать. В то же время, эти гормоны повышают активность в генах, которые производят мужские гормоны, и позже образуются яички.
В определенный момент у рыбы в основном умирают женские клетки и появляются ранние мужские клетки.
Но гормоны были не единственным, что переключалось. Ученые также увидели полную перестановку химических меток, которые прикрепляются к ДНК. Эти метки включают или выключают гены и имеют особые механизмы у самцов и самок.
По мере того, как самка перешла к самцу, эти метки были удалены и реорганизованы, почти, как если бы рыбу перепрограммировали.
«Они вроде как готовы и готовы идти в любом направлении, как качели», — сказала Тодд.
Гормоны помогают подтолкнуть самку к мужской стороне.
Лаура Касас, биолог из Испании, которая не участвовала в исследовании, назвала результаты неожиданными. Она ожидает, что результаты могут быть применены к другим изменяющим пол рыбам, в том числе клоунам, которые переходят от самца к самке.
Мэтью Гробер из Университета штата Джорджия был более скептически настроен, особенно в отношении стресса как источника, который вызывает изменения. Он спросил, как рыба избегает смены пола из-за ежедневного стресса, и подозревает, что в этом процессе участвует что-то еще.
Все животные с позвоночником, включая людей, разделяют эти гены, что ставит вопрос о том, обладают ли все они глубоко укоренившейся способностью менять пол?
Это маловероятно. По словам Тодд, наши репродуктивные системы более сложны и их будет гораздо сложнее перемонтировать. Есть также клеточная техника, которая агрессивно противостоит качелям в другую сторону.
«Эти рыбы могут просто вернуться и устранить это противостояние», — сказала она.
